Pelapisan nikel kimia - fitur, teknologi, dan rekomendasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Teknologi untuk metalisasi bagian dan struktur tersebar luas di berbagai bidang industri dan konstruksi. Lapisan tambahan melindungi permukaan dari kerusakan eksternal dan faktor-faktor yang berkontribusi pada penghancuran total material. Salah satu perawatan tersebut adalah pelapisan nikel tanpa listrik, yang memiliki film tahan lama yang secara mekanis dan tahan korosi dan dapat menahan suhu sekitar 400 °C.

Fitur Teknologi

Selain pelapisan kimia berbasis nikel, ada metode pelapisan dan pelapisan listrik. Reaksi pengendapan harus segera dikaitkan dengan fitur teknik yang sedang dipertimbangkan. Ini diatur dalam kondisi reduksi nikel berdasarkan natrium hipofosfit dalam larutan garam dengan penambahan air. Di industri, teknologi pelapisan nikel kimia sebagian besar digunakan dengan koneksisenyawa asam dan basa aktif, yang baru saja memulai proses pengendapan. Lapisan yang diperlakukan dengan cara ini memperoleh penampilan logam yang mengkilap, yang strukturnya merupakan paduan paduan nikel dan fosfor. Teknologi yang dibuat dengan adanya zat terakhir dalam komposisi tersebut memiliki indikator fisik dan kimia yang lebih rendah. Larutan asam dan basa dapat memberikan koefisien kandungan fosfor yang berbeda - yang pertama hingga 10%, dan yang kedua - sekitar 5-6%.

Kualitas fisik lapisan juga akan tergantung pada jumlah zat ini. Berat jenis fosfor bisa sekitar 7,8 g/cm3, hambatan listriknya 0,60 ohm mm2/m, dan titik lelehnya adalah dari 900 hingga 1200 °. Melalui operasi perlakuan panas pada 400 °, kekerasan lapisan yang diendapkan dapat ditingkatkan hingga 1000 kg/mm2. Pada saat yang sama, kekuatan rekat benda kerja dengan struktur nikel-fosfor juga akan meningkat.

Sejauh menyangkut pelapisan nikel kimia, tidak seperti banyak metode pelapisan pelindung alternatif, metode ini paling cocok untuk bekerja dengan bagian dan struktur dengan bentuk kompleks. Dalam praktiknya, teknologi ini sering diterapkan pada gulungan dan permukaan internal pipa multi-format. Pelapisan diterapkan secara merata dan akurat - tanpa celah dan cacat lain pada lapisan pelindung. Mengenai ketersediaan pengolahan untuk logam yang berbeda, pembatasan hanya berlaku untuk timbal, timah, kadmium dan seng. Sebaliknya, pengendapan nikel fosfor direkomendasikan untuk logam besi, aluminium danbagian tembaga.

Metode pelapisan nikel dalam larutan alkali

Presipitasi alkali memberikan lapisan dengan ketahanan mekanis yang tinggi, yang ditandai dengan kemungkinan penyesuaian yang mudah dan tidak adanya faktor negatif seperti pengendapan bubuk nikel. Ada berbagai resep yang disiapkan tergantung pada jenis logam yang diproses dan tujuannya. Komposisi larutan pelapis nikel kimia jenis ini biasanya digunakan sebagai berikut:

• Natrium asam sitrat.
• Natrium hipofosfit.
• Ammonium (terklorinasi).
• Nikel.

Pada suhu sekitar 80-90 °, proses berlangsung pada kecepatan sekitar 9-10 mikron/jam, sedangkan pengendapan disertai dengan evolusi aktif hidrogen.

Prosedur untuk menyiapkan resep itu sendiri dinyatakan dalam pembubaran masing-masing bahan di atas dalam urutan terpisah. Satu-satunya pengecualian dalam komposisi pelapisan nikel kimia ini adalah natrium hipofosfit. Itu dituangkan dalam volume sekitar 10-20 g / l pada saat semua komponen lainnya dilarutkan, dan suhu dibawa ke mode optimal.

Jika tidak, tidak ada persyaratan khusus untuk persiapan proses pengendapan dalam larutan alkali. Kosong logam dibersihkan dan digantung tanpa perlakuan khusus.

Persiapan permukaan bagian baja dan struktur untuk pelapisan tidak memiliki fitur yang menonjol. Selama proses tersebut, Anda dapat menyesuaikan larutan dengan menambahkan natrium hipofosfit atau25% amonia. Dalam kasus kedua, di bawah kondisi volume mandi yang besar, amonia dimasukkan dari silinder dalam keadaan gas. Sebuah tabung karet dicelupkan ke bagian paling bawah wadah dan aditif langsung diumpankan melaluinya dalam mode kontinu hingga konsistensi yang diinginkan.

Pelapisan nikel dengan larutan asam

Dibandingkan dengan media alkali, media asam dicirikan oleh berbagai aditif. Basis garam hipofosfit dan nikel dapat dimodifikasi dengan asam natrium asetat, laktat, suksinat dan tartarat, serta Trilon B dan senyawa organik lainnya. Di antara sejumlah besar formulasi yang digunakan, solusi paling populer untuk pelapisan nikel kimia dengan deposisi asam:

• Natrium hipofosfit.
• Nikel sulfat.
• Natrium karbonat.

Laju pengendapan akan sama 9-10 mikron/jam, dan nilai pH dikoreksi dengan larutan natrium hidroksida 2%. Suhu dijaga ketat dalam 95 °, karena peningkatannya dapat menyebabkan pelepasan nikel sendiri dengan presipitasi instan. Terkadang percikan larutan dari wadah juga terlihat.

Dimungkinkan untuk mengubah parameter komposisi relatif terhadap konsentrasi bahan utamanya hanya jika kandungan natrium fosfit di dalamnya sekitar 50 g/l. Dalam keadaan ini, pengendapan nikel fosfit dimungkinkan. Ketika parameter larutan mencapai konsentrasi di atas, larutan dikeringkan dan diganti dengan yang baru.

Saat termaldiproses?

Jika benda kerja perlu memastikan kualitas ketahanan aus dan kekerasan, operasi perlakuan panas dilakukan. Peningkatan sifat-sifat ini disebabkan oleh fakta bahwa dalam kondisi peningkatan rezim suhu, terjadi pengendapan nikel-fosfor, diikuti oleh pembentukan senyawa kimia baru. Ini berkontribusi pada peningkatan kekerasan dalam struktur lapisan.

Tergantung pada rezim suhu, ada perubahan kekerasan mikro dengan karakteristik yang berbeda. Selain itu, korelasinya sama sekali tidak seragam sehubungan dengan kenaikan atau penurunan suhu pemanasan. Selama perlakuan panas dalam pelapisan nikel kimia pada 200 dan 800 °, misalnya, indeks kekerasan mikro hanya akan menjadi 200 kg/mm2. Nilai kekerasan maksimum dicapai pada suhu 400-500 °. Dalam mode ini, Anda dapat mengandalkan penyediaan 1200 kg/mm2.

Juga harus diingat bahwa tidak semua logam dan paduan, pada prinsipnya, merupakan perlakuan panas yang dapat diterima. Misalnya, larangan dikenakan pada baja dan paduan yang telah menjalani prosedur pengerasan dan normalisasi. Selain itu, fakta bahwa perlakuan panas di udara dapat berkontribusi pada pembentukan warna rona yang berubah dari keemasan menjadi ungu. Menurunkan suhu hingga 350 ° akan membantu meminimalkan faktor-faktor tersebut. Seluruh proses dilakukan dalam urutan 45-60 menit hanya dengan benda kerja dibersihkan dari kontaminan. Pemolesan eksternal akan secara langsung mempengaruhi kemungkinan mendapatkan hasil yang berkualitas.

Peralatan pemrosesan

Untuk produksiTeknologi ini tidak memerlukan unit yang sangat khusus dan industri. Di rumah, pelapisan nikel kimia dapat diatur dalam bak atau piring baja berenamel. Terkadang pengrajin berpengalaman menggunakan lapisan untuk wadah logam biasa, berkat permukaannya terlindung dari aksi asam dan alkali.

Dengan mengacu pada kapasitas hingga 50-100 liter, tangki enamel tambahan yang tahan terhadap asam nitrat juga dapat digunakan. Adapun lapisan itu sendiri, alasnya dibuat dari lem universal tahan air (misalnya, "Momen" No. 88) dan bubuk kromium oksida. Sekali lagi, di rumah, campuran bubuk khusus dapat diganti dengan bubuk mikro ampelas. Untuk memperbaiki dan memproses lapisan yang diterapkan, pengeringan udara dengan pengering rambut gedung atau senapan panas diperlukan.

Instalasi pelapisan nikel kimia profesional tidak memerlukan perlindungan permukaan khusus dan dibedakan dengan adanya penutup yang dapat dilepas. Pelapis dihilangkan setelah setiap sesi perawatan dan dibersihkan secara terpisah dalam asam nitrat. Fitur desain utama dari peralatan tersebut dapat disebut keberadaan keranjang dan suspensi (biasanya terbuat dari baja karbon), yang memfasilitasi manipulasi bagian-bagian kecil.

Proses pelapisan nikel untuk baja tahan karat dan logam tahan asam

Tujuan dari operasi ini adalah untuk meningkatkan ketahanan aus dan kekerasan permukaan benda kerja, serta memberikan perlindungan anti-korosi. Ini standarnyaprosedur pelapisan nikel kimia untuk baja yang telah dicampur dan sedang dipersiapkan untuk digunakan di lingkungan yang agresif. Persiapan bagian akan mendapat tempat khusus dalam teknik pelapisan.

Untuk paduan tahan karat, pemurnian awal dalam lingkungan anoda dalam larutan basa digunakan. Benda kerja dipasang pada gantungan dengan koneksi katoda internal. Penimbangan dilakukan dalam wadah dengan larutan soda kaustik 15%, dan suhu elektrolit 65-70 °. Untuk membentuk lapisan yang seragam tanpa celah, pelapisan nikel elektrolitik dan kimia dari paduan tahan karat harus dilakukan dalam kondisi mempertahankan kerapatan arus (anodik) hingga 10 A/dm2. Durasi proses bervariasi dari 5 hingga 10 menit tergantung pada ukuran bagian. Selanjutnya, benda kerja dicuci dengan air dingin yang mengalir dan dipenggal dalam asam klorida encer selama sekitar 10 detik pada suhu 20 °. Ini diikuti dengan prosedur pengendapan basa yang khas.

Pelapisan nikel non-ferrous

Logam yang lunak dan mudah dibentuk untuk proses kimia juga menjalani persiapan khusus sebelum diproses. Permukaan dikurangi dan, dalam beberapa kasus, dipoles. Jika benda kerja telah mengalami pelapisan nikel sebelumnya, maka prosedur pengawetan dalam larutan encer 25% dengan asam sulfat juga harus dilakukan dalam waktu 1 menit. Elemen berbasis tembaga dan paduannya direkomendasikan untuk diproses dalam kontak dengan logam elektronegatif seperti aluminium dan besi. Secara teknis, kombinasi semacam itu disediakan oleh suspensi atau kawat ulet.dari zat yang sama. Seperti yang ditunjukkan oleh latihan, terkadang dalam proses reaksi, satu sentuhan bagian besi ke permukaan tembaga sudah cukup untuk mencapai efek pengendapan yang diinginkan.

Pelapisan nikel kimia dari aluminium dan paduannya juga memiliki karakteristiknya sendiri. Dalam hal ini, pengawetan benda kerja dalam larutan alkali diatur, atau klarifikasi dilakukan pada asam berbasis nitrogen. Perlakuan sengat ganda juga digunakan, yang komposisinya dibuat dengan seng oksida (100 g / l) dan soda kaustik (500 g / l). Rezim suhu harus dipertahankan dalam 20-25 °. Pendekatan pertama dengan perendaman bagian berlangsung 30 detik, dan kemudian proses etsa endapan seng dalam asam nitrat dimulai. Ini diikuti oleh penyelaman kedua, yang sudah 10 detik. Pada tahap akhir, aluminium dicuci dengan air dingin dan dilapisi nikel dengan larutan nikel-fosfor.

Teknologi Pelapisan Nikel Cermet

Untuk bahan jenis ini, metode umum pelapisan nikel ferit digunakan. Pada tahap persiapan, bagian tersebut dihilangkan lemaknya dengan larutan soda ash, dicuci dengan air panas dan digores selama 10-15 menit dalam larutan alkohol dengan penambahan asam klorida. Selanjutnya, benda kerja dicuci lagi dengan air panas dan dibersihkan dengan abrasive lembut dari lumpur. Segera sebelum dimulainya proses pelapisan nikel kimia, sermet ditutupi dengan lapisan paladium klorida. Larutan dengan konsentrasi 1 g / l diaplikasikan ke permukaan dengan kuas. Prosedur ini diulang beberapa kali dan benda kerja dikeringkan setelah setiap lintasan.

Untuk pelapisan nikel gunakan wadah dengan larutan asam yang mengandung nikel klorida (30 g/l), natrium hipofosfit (25 g/l) dan asam natrium suksinat (15 g/l). Suhu larutan dipertahankan dalam kisaran 95-98 °, dan koefisien hidrogen yang direkomendasikan adalah 4,5-4,8. Setelah pelapisan nikel kimia, bagian logam-keramik dicuci dengan air panas, lalu direbus dan direndam dalam pirofosfat elektrolit berlapis tembaga. Dalam lingkungan kimia aktif, benda kerja ditahan sampai lapisan 1-2 mikron terbentuk. Berbagai jenis keramik, elemen kuarsa, ticond dan thermocond juga dapat mengalami pemrosesan serupa. Dalam setiap kasus, pelapisan dengan paladium klorida, pengeringan udara, perendaman dalam larutan asam dan perebusan adalah wajib.

Teknologi pelapisan nikel di rumah

Secara teknis, operasi pelapisan nikel dapat diatur tanpa peralatan khusus, seperti yang telah disebutkan. Misalnya, di lingkungan garasi, mungkin terlihat seperti ini:

• Memasak panci ukuran yang tepat dengan interior berenamel.
• Reagen kering yang telah disiapkan sebelumnya untuk larutan elektrolit dalam wadah berenamel dicampur dengan air.
• Campuran yang dihasilkan direbus, setelah itu ditambahkan natrium hipofosfit.
• Benda kerja dibersihkan dan dihilangkan lemaknya, lalu direndam dalam larutan, tetapi tanpa menyentuh permukaan wadah - yaitu bagian bawah dan dinding.
• Fitur pelapisan nikel di rumah adalah itu sajaperalatan akan dibuat dari bahan improvisasi. Untuk kontrol bagian yang sama, Anda dapat menyediakan braket khusus (harus dari bahan dielektrik) dengan penjepit, yang harus dibiarkan dalam posisi diam selama 2-3 jam.
• Untuk waktu di atas, komposisi dibiarkan dalam keadaan mendidih.
• Ketika periode teknologi pelapisan nikel berlalu, bagian tersebut dikeluarkan dari larutan. Itu harus dibilas dengan air dingin yang mengalir yang diencerkan dengan jeruk nipis.

Di rumah, Anda dapat membuat pelat baja nikel, kuningan, aluminium, dll. Untuk semua logam yang terdaftar, larutan elektrolit yang mengandung natrium hipofosfit, nikel sulfat atau klorida, serta inklusi asam, harus disiapkan. Omong-omong, untuk mempercepat prosesnya, Anda bisa menambahkan aditif timah.

Kesimpulan

Ada berbagai teknik dan pendekatan untuk pelapisan nikel dalam larutan kimia aktif, tetapi penggunaan natrium hipofosfit adalah metode yang paling menguntungkan. Ini disebabkan oleh jumlah minimum curah hujan yang tidak diinginkan, dan kombinasi dari seluruh rangkaian sifat teknis dan fisik lapisan dengan ketebalan sekitar 20 mikron. Tentu saja, pelapisan logam nikel kimia disertai dengan risiko tertentu pembentukan cacat. Hal ini terutama berlaku untuk logam non-ferrous yang sangat sensitif, tetapi fenomena seperti itu juga dapat dilawan dalam kerangka proses teknologi tunggal. Misalnya, para ahli merekomendasikan untuk menghilangkan area yang rusak di lingkungan berbasis nitrogen yang terkonsentrasi dan asam dengansuhu hingga 35°C. Prosedur ini dilakukan tidak hanya dalam kasus cacat yang tidak diinginkan, tetapi juga untuk tujuan koreksi reguler dari lapisan pelindung yang diterapkan.